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钢-混凝土组合结构的发展现状钢-混凝土组合结构是一种结合了钢结构和混凝土结构优点的新型结构体系，已经在工程应用中取得了广泛的应用。
钢-混凝土组合结构具有高刚度、高强度、抗震性能好等优点，能够满足大跨度、高承载、重载、高层建筑和桥梁等工程的需要，成为现代建筑和桥梁工程的重要结构形式之一。
本文将对钢-混凝土组合结构的发展现状进行详细介绍。
一、发展历程钢-混凝土组合结构的发展可以追溯到19世纪末，当时就有人开始研究将钢结构和混凝土结构组合在一起的可能性。
20世纪初，欧美国家开始对钢-混凝土组合结构进行系统研究，并逐渐应用于工程实践中。
20世纪50年代，随着钢结构和混凝土结构的发展，钢-混凝土组合结构的设计理论、计算方法和施工工艺逐渐完善，成为一种成熟的结构形式。
二、发展现状1. 结构形式钢-混凝土组合结构可以按照结构构件的连接形式分为钢-混凝土组合梁、钢-混凝土组合柱、钢-混凝土组合框架等。
钢-混凝土组合梁是最常见的一种形式，结构构件一般由钢构件和混凝土构件通过连接件组合在一起，发挥各自的优势，形成一个整体结构。
2. 技术特点钢-混凝土组合结构在技术上具有多项优势。
由于钢结构的高强度和刚度以及混凝土结构的良好的抗压性能和耐久性，钢-混凝土组合结构能够在较小的截面尺寸下承担更大的荷载，减少了结构自重，提高了结构的有效使用空间；由于钢-混凝土组合结构中的钢结构和混凝土结构能相互协作，使得结构具有良好的抗震性能和变形能力，有利于提高建筑物的抗灾能力；由于钢-混凝土组合结构的施工过程可以分为工厂制作和现场拼装，可以大大节省施工时间和人力成本，提高施工效率。
3. 应用领域三、发展趋势1. 新材料应用随着新材料的不断发展，如高强混凝土、高强度钢材、复合材料等，可以为钢-混凝土组合结构的发展带来新的机遇。
新材料的应用可以进一步提高钢-混凝土组合结构的强度、刚度和耐久性，为工程结构的设计和施工提供更多的选择。
2. 结构优化设计钢-混凝土组合结构的优化设计将是未来的发展方向。
精心整理型钢混凝土组合结构????自古以来,人类习惯用多种材料来构筑能减轻自然界不利因素地结构物,实用项目很难见到完全采用单一材料建造地完整结构物.从广义上来说,用竹索和木板跨越山谷地吊桥也是一种组合结构,在土木结构中最普通地结构构件,钢筋混凝土构件就是典型地组合结构之一.这种组合构件中钢筋借助于混凝土地扶助,充分发挥其抗拉能力强地特长,帮助混凝土克服抗拉能力弱地缺点,又受到混凝土地保护而免受侵蚀,相辅相成,取长补短,是目前得到广泛应用地组合结构地成功典范.目前,钢—混凝土组合结构在房屋建筑、桥梁、地下建筑、海洋项目、特殊容器等领域得到重视,并不断发展.新材料还在不断涌现,还会出现新地组合结构.但就目前来说,在土木项目领域内,从经济与实用地角度来看,钢和钢筋混???????(1)将钢筋混凝土板锚固在钢梁上形成地组合梁.???????(2)将型钢或焊接钢骨架埋入钢筋混凝土而形成地梁????5、组合墙：由混凝土和平面钢板结合而成地墙板.????6、组合壳体：就是由混凝土和曲面钢板结合而成地壳体.????各类组合结构中,根据型钢或骨架地类型不同、型钢或骨架与混凝土部件相对位置地差别又可分为若干不同地形式,例如SRC组合梁可分为实腹、空腹SRC组合梁,SRC组合柱又可分为实腹、空腹SRC组合柱,钢管混凝土组合柱又派生出充填型、外包型、充填外包型钢管混凝土柱.?????????????????????????????????????????3组合结构地特点???????(1),除了在???(2),节省投资.???(3)???(4)??????????????????????3.2组合梁地特点?????组合梁首先从截面组成上充分发挥了型钢与混凝土材料各自地特长,与钢筋混凝土梁相比,还有以下优点：????(1)节约钢材,因为截面材料受力合理,混凝土替代部分钢材工作,使其用钢量大幅度下降.如采用塑性理论进行设计,还可降低造价.????(2)减小截面高度,因为相当宽地混凝土板参与抗压,组合梁地惯性矩比钢梁地大得多.可以达到降低梁高、增加层净高地效果.????(3)延性好,因为耗能能力强,整体稳定性又好,在实际地震中表现出良好地抗震性能.????(4)刚度好,混凝土板与钢梁共同工作,抗弯模量增大,致使挠度减小,刚度增大.????(5)抗冲击、抗疲劳性能好,实际项目表明用于梁桥、吊车梁地组合梁比钢梁具有更好地抗冲击、抗疲劳能力,3.3?????????(1)钢,通常????(2)????(3)????(4)组合梁截面地上翼缘为宽大地混凝土板,增强了组合梁截面中钢梁地侧向刚度,可以防止钢梁在使用荷载下发生扭曲失稳.????(5)与钢结构方案相比,钢—混凝土组合楼盖地整体性强,抗剪性能好,耐震性能大大提高.????(6)可利用钢梁作为混凝土板地模板支撑,并承担作用在钢梁上地混凝土板重和施工荷载,无需从地面搭设满堂红脚手架,加快了施工进度.????(7)与混凝土楼盖相比,钢—混凝土组合楼盖可以在钢梁上焊接托架或牛腿,供支撑室内所敷设地管线,不必像混凝土梁那样需在混凝土中埋设预埋件.????因为钢—混凝土组合楼盖具有上述—系列优点,在国际上特别是西方工业国家得到了迅速地发展和应用.在我国,钢—混凝土组合楼盖地应用面还不大,这主要是受到了下述国情地制约：?????(1)与混凝土楼盖相比,钢—混凝土组合楼盖地用钢量要大一些.不过,随着我国经济建设地不断发展和钢产量????(2)钢.国???（3不多,????(4)用o?????(1). ????(2)组合柱地承载能力普遍较高,自重轻,变形能力强,耐疲劳,抗冲击性能好.????(3)组合柱地施工可减少工序,因为准确定位地钢骨可为设置模板提供方便,尤其是钢管混凝土组合柱地外包钢管直接为混凝土地浇筑提供了模板.?????????????????????????????????????4?组合结构地发展与应用?1、组合结构地发展历史????组合结构早在19世纪末已经存在,尽管当时并没有意识到要利用两种材料组合以后新增地强度和刚度,单纯地想要减轻钢管内部地锈蚀而灌入混凝土,为了改善钢结构地耐火性能而在其外围包裹混凝土,就这样开创了组合结构地实际应用地历史.1879年英国地SEVERN????年白石????1908Mackay,美国、,梁、SRC,而且往,?????通过40年代许多学者大量地研究,对组合梁地设计与施工有了更多地认识,并建立了组合梁按弹性理论地设计方法,而且美国洲际公路协会在1944年制定地《公路桥涵设计规范》列入了有关组合梁设计地内容.紧接着美国在1946年《房屋钢结构设计、制造、安装规范》也列出了组合梁地有关内容.1948年英国规范《型钢在建筑中地应用》在构件截面回转半径地计算中还考虑了外包混凝土地刚度增大作用.在1949年由前苏联建筑科学院建筑技术研究所编制了《多层房屋劲性钢筋混凝土暂行设计技术规程》,同时结合实际应用又进行了一系列构件试验,以完善组合结构地设计理论.50年代我国开始在桥梁项目中采用组合结构,还编制了公路铁路组合梁桥地标准图,同时对房屋建筑中应用地组合梁结构进行了研究.德国在二次大战以后地重建工作中迫于钢材缺乏,大量采用组合梁结构,通过项目实际应用在1955年制定了有关规定《桥梁组合梁》,1956年又颁布了有关标准《房屋建筑组合梁》,日本建筑学会在1951年成立了钢骨钢筋混凝土结构分组,对此作了专门研究.在1958年制定《钢骨钢筋混凝土结构计算规程》提出了组合结构承载力地简化计算方法.继1953年在0SAKA首先架设神崎大桥后,日本又架设了许多组合梁桥,并于1959年颁布了《钢道路桥组合梁设计施工指南》.日本于1959年建立了H型钢地生产线后,对实????《钢算方法年美国颁布《规范》1975破坏.前苏联在1978年制定了《劲性钢筋混凝土结构设计指南》(CN3—78).1979年英国标准协会制定了《钢、混凝土及组合梁桥》.1979年美国钢结构学会ASSC制定了《钢—混凝土组合梁设计规范》.在1980年日本建筑学会考虑1975版钢骨钢筋棍凝土结构计算规范地完整性,将方形钢管也列入规范?1984年欧洲规范地草案在英国完成,该草案是以CEB(欧洲国际混凝土委员会)、ECCS(欧洲钢结构协会)、FIP(国际预应力联合会)、IABSE?(国际桥梁与结构项目协会)在1981年共同颁布地《组合结构》规范为基础修订而成地,是目前国际上一部比较完整地组合结构规范.1986年我国交通部制定了《公路桥涵设计规范》,还有同年颁布地《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》(JTJ025—86)对组合梁地计算方法及构造措施作了规定.1987年水利电力部提出了SDJ－69-87《电力建设施工及验收技术规范(建筑项目篇)》对钢管混凝土结构地设计作了具体规定.1988年由建设部颁布地国标《钢结构设计规范》(GBJl7—88)第12章专门对钢—混凝土组合梁地设计方法做出了规定.国家建材工业局苏州混凝土水泥制品研究院与中国船舶总公司第九设计院一起主编了部标《钢管混凝土结构设计与施工规程》(JCJ?01-89).国家能源部下属地电力规划设计管理局在1991年颁布了《火力发电厂主厂房钢—混凝土组合结构设计暂行规定》DLGJ9 9—9l对钢管混凝土结构、外包钢混凝土结构以及组合梁结构地设计与构造作了规定.目前国内对钢骨凝土组合结?2????? 1. 8m,?????80年代开始,式单轨铁路桥、组合框架桥、组合衍架桥以及组合桥墩等等.现已发展到土木结构地许多领域,例如筒仓地钢板混凝土壁足以两个钢板筒体之间充填混凝土来建造地；核反应堆中地压力容器用钢板作为衬里外包钢筋混凝土而构成组合结构；用连续地下组合墙建造组合井筒型基础；在隧道丁程中坑道采用组合弓形体；离岸项目中海洋石油平台用组合墙作为防冰墙；同时还用于港湾钢结构地加固(在原钢结构损坏部分外包混凝土而构成组合结构)；另外还有用组合结构来建造防冰堤、深海石油平台地支柱等.?????组合结构在我国应用越来越广泛,研究也越来越深入,其优良性能和技术经济指标使它在我国有着更广泛地应用前景,随着试验研究和实际应用地不断发展,可以预见组合结构将迅速推广而成为继混凝土结构、钢结构之后地主要结构形式.。
中华建筑报/2010年/9月/21日/第011版多维世界钢筋混凝土发展简史龚文峤钢筋混凝土自被莫尼尔发现以来走过了将近50年的历史。
并逐渐取代木、土、石等天然材料成为现代建筑的主要建筑材料。
它的发展也代表了现代建筑的发展。
混凝土结构与砌体结构、钢结构、木结构相比，历史不长。
自19世纪中叶开始使用后，由于混凝土和钢筋材料性能的不断改进，结构理论施工技术的进步使钢筋混凝土结构得到迅速发展，目前已经广泛应用于工业和民用建筑、桥梁、隧道、矿井以及水利、海港等土木工程领域。
建筑用混凝土的发展简史可以追溯到古希腊、罗马时代，甚至可能在更早的古代文明中已经使用了混凝土及其胶结材料。
但直到1824年波特兰水泥的发明才为混凝土的大量使用开创了新纪元。
至今仅有160多年的历史。
它的发展大致经历了四个不同的阶段。
第一阶段为钢筋混凝土小构件的应用，设计计算依据弹性理论方法。
1801年考格涅特发表了有关建筑原理的论著，指出了混凝土这种材料抗拉性能较差，到1850年法国的兰博特首先建造了一艘小型水泥船，并于1855年在巴黎博览会上展出；接着法国的花匠莫尼尔在1867年制作了以金属骨架作配筋的混凝土花盆并以此获得专利；后来，康纳于1886年发表了第一篇关于混凝土结构的理论与设计手稿；1872年美国人沃德建造了第一幢钢筋混凝土构件的房屋；1906年特纳研制了第一个无梁平板。
从此钢筋混凝土小构件已进入工程实用阶段。
第二阶段为钢筋混凝土结构与预应力混凝土结构的大量应用，设计计算依据材料的破损阶段方法。
1922年英国人狄森提出了受弯构件按破损阶段的计算方法；1928年法国工程师弗来西奈发明了预应力混凝土。
其后钢筋混凝土与预应力混凝土在分析、设计与施工等方面的工艺与科研迅速发展，出现了许多独特的建筑物，如美国波士顿市的Kresge大会堂、英国的1951节日穹顶、美国芝加哥市的Marina摩天大楼等建筑物。
1950年苏联根据极限平衡理论制定了“塑性内力重分布计算规程”。
钢-混凝土组合梁2015钢-混凝土组合梁(以下简称组合梁)是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型梁，通常其肋部采用钢梁，翼板采用混凝土板，两者间用抗剪连接件或开孔钢板连成整体。
抗剪连接件是钢梁与混凝土板共同工作的基础，它沿钢梁与混凝土板的交界面设置。
两种材料按组合梁的形式结合在一起，可以避免各自的缺点，充分发挥两种材料的优势，形成强度高、刚度大、延性好的结构形式。
近几年，钢-混凝土组合梁在我国的应用实践表明，它不仅可以很好地满足结构的功能要求，而且还具有良好的技术经济效益。
钢-混凝土组合梁的特点钢-混凝土组合梁可以广泛的用于建筑结构和桥梁结构等领域。
对比钢梁和钢筋混凝土梁，钢-混凝土组合梁具有以下主要特点：(1)由于混凝土板与钢梁共同工作，可以充分发挥钢材与混凝土材料各自材料特性；另外，钢-混凝土组合梁与钢板梁相比节省钢材约20％-40％，可以降低造价。
(2)增大梁的截面刚度，降低梁的截面高度和建筑高度。
(3)组合梁的混凝土受压翼板增加了梁的侧向刚度，防止了主梁在使用荷载下的扭曲失稳。
(4)降低冲击系数，抗冲击、抗疲劳和抗震性能好。
(5)可以节省施工支模工序和模板，有利于现场施工。
钢-混凝土组合梁发展钢-混凝土组合梁结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，其与木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构并列，已经扩展成为第五大结构(组合结构)，它是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成整体而共同工作的受弯构件。
在荷载作用下，混凝土板受压而钢梁受拉，充分发挥钢材与混凝土的材料特性，实践表明，它兼顾钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，将成为结构体系的重要发展方向之一，作为组合结构体系中重要的横向承重构件的钢-混凝土组合梁在建筑及桥梁结构等领域必将具有广阔的应用前景。
其发展过程大致经历以下四个阶段：1、20世纪20年代--30年代。
萌芽阶段。
钢一混凝土组合梁的研究始于1922年，MackayMH在加拿大Domion桥梁公司进行了两根外包混凝土钢梁试验，同时英国国家物理实验室也进行了外包混凝土钢梁的试验，随后在30年代中期出现了钢梁和混凝土翼板之间的多种抗剪连接构造方法，可以看到处于萌芽阶段的研究主要集中于考虑防火需要的外包混凝土钢梁及实用连接件的研究，而未考虑两者的组合工作效应，这一阶段探索性的研究为后续钢-混凝土组合梁的蓬勃发展奠定了一定的基础。
钢-混凝土组合结构的发展现状钢-混凝土组合结构是将钢结构和混凝土结构的优势有机地结合起来，实现双方的互补和协作，具有较高的综合性能和经济性。
它在建筑工程和桥梁工程中得到了广泛的应用和发展。
钢-混凝土组合结构的发展可以追溯到20世纪初，其最早应用于建筑领域。
当时，钢-混凝土组合结构被视为解决高层建筑和大跨度结构问题的重要技术手段。
由于当时结构设计理论和施工技术的限制，钢-混凝土组合结构的应用受到了一定的制约。
随着科学技术的不断进步和发展，钢-混凝土组合结构的技术和应用得到了极大的提升。
当前，钢-混凝土组合结构在建筑领域中的应用越来越广泛。
由于钢结构的高抗拉强度和混凝土结构的高抗压强度，钢-混凝土组合结构在大跨度结构、高层建筑和特殊建筑中具有独特的优势。
钢-混凝土组合结构可以实现大跨度无柱空间、提高空间利用率，同时兼顾结构的安全性和经济性。
钢-混凝土组合结构还具有较好的抗震性能，能够有效地吸收和分散地震力。
在桥梁工程中，钢-混凝土组合结构也得到了广泛应用。
钢-混凝土组合桥梁具有较大的承载能力、良好的耐久性和优异的整体性能。
与传统的钢结构桥梁相比，钢-混凝土组合桥梁在抗扭、抗剪和抗挠等方面具有更好的性能，可以更好地适应不同类型和工况下的荷载要求。
随着科学技术的不断进步，钢-混凝土组合结构的设计理论和施工技术也在不断提高。
近年来出现了钢-混凝土组合板的广泛应用，通过将薄钢板与混凝土板进行组合，可以实现结构的轻量化和高强度。
钢-混凝土组合结构的抗震性能也在不断优化，例如采用高性能混凝土和预应力技术等。
组合梁的发展以钢－混凝土组合梁为基本构件的钢－混凝土组合结构，兼有钢结构和钢筋混凝土结构的优点，并且能够发挥刚才的抗拉强度高、混凝土抗压强度高的材料特性。
因此，钢－混凝土组合结构是一种较为理想的新型结构体系。
钢－混凝土组合梁从开始出现到现在，其应用范围不断扩大：从桥梁结构上的大跨桥面梁、工业建筑上的重荷载平台梁和吊车梁，到要求所用梁截面高度小、自重轻的民用建筑中的组合楼层，都有广泛的应用，它的应用大致可以分为四个阶段：（1）钢－混凝土组合梁大约出现于20世纪20年代，随后，在30年代中期出现了在钢梁和混凝土板之间加入各种各样连接件的构造方法。
（2）从20世纪40年代到60年代可认为是组合梁发展的第二阶段。
这一阶段，对组合梁开始深入、细致的实验研究。
许多技术先进的国家都制定了有关组合梁设计的规范或者规程。
最早的组合梁设计的规范或者规程大多针对桥梁结构：美国颁布于1944年，德国颁布于1945年，日本制定于1959年。
各国应用和研究钢－混凝土组合梁几乎都是从桥梁结构开始的。
（3）从20世纪60年代到80年代可认为是组合梁发展的第三阶段。
本阶段在总结以前研究和应用成果的基础上，进一步改进了有关组合梁的设计规发和规程。
60年代开始，结合梁的设计理论逐步从弹性的转化为塑性。
（4）从20世纪80年代初至今，为组合结构应用和发展的第四阶段。
进入80年代，相继出现了预制装配式钢－混凝土组合梁、预应力钢－混凝土组合梁和用压型钢板作为楼层混凝土板底模的组合梁等多种形式的组合梁。
组合梁的受力性能研究概况最早对组合梁进行研究的是加拿大Gillespie等人，于1922年对组合梁进行了实验工作。
英国学者E.S.Andreus首次提出了给予弹性理论的换算截面法，这标志着对钢－混凝土组合梁开始进行了定量化的研究。
但是由于换算截面法没有考虑钢与混凝土交界面相对滑移的影响，后来一些学者提出了考虑钢与混凝土交界面相对滑移的分析法。
钢-混凝土组合梁钢-混凝土组合梁(以下简称组合梁)是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型梁，通常其肋部采用钢梁，翼板采用混凝土板，两者间用抗剪连接件或开孔钢板连成整体。
抗剪连接件是钢梁与混凝土板共同工作的基础，它沿钢梁与混凝土板的交界面设置。
两种材料按组合梁的形式结合在一起，可以避免各自的缺点，充分发挥两种材料的优势，形成强度高、刚度大、延性好的结构形式。
近几年，钢-混凝土组合梁在我国的应用实践表明，它不仅可以很好地满足结构的功能要求，而且还具有良好的技术经济效益。
钢-混凝土组合梁的特点钢-混凝土组合梁可以广泛的用于建筑结构和桥梁结构等领域。
对比钢梁和钢筋混凝土梁，钢-混凝土组合梁具有以下主要特点：(1)由于混凝土板与钢梁共同工作，可以充分发挥钢材与混凝土材料各自材料特性；另外，钢-混凝土组合梁与钢板梁相比节省钢材约20％-40％，可以降低造价。
(2)增大梁的截面刚度，降低梁的截面高度和建筑高度。
(3)组合梁的混凝土受压翼板增加了梁的侧向刚度，防止了主梁在使用荷载下的扭曲失稳。
(4)降低冲击系数，抗冲击、抗疲劳和抗震性能好。
(5)可以节省施工支模工序和模板，有利于现场施工。
钢-混凝土组合梁发展钢-混凝土组合梁结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，其与木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构并列，已经扩展成为第五大结构(组合结构)，它是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成整体而共同工作的受弯构件。
在荷载作用下，混凝土板受压而钢梁受拉，充分发挥钢材与混凝土的材料特性，实践表明，它兼顾钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，将成为结构体系的重要发展方向之一，作为组合结构体系中重要的横向承重构件的钢-混凝土组合梁在建筑及桥梁结构等领域必将具有广阔的应用前景。
其发展过程大致经历以下四个阶段：1、20世纪20年代--30年代。
萌芽阶段。
钢一混凝土组合梁的研究始于1922年，MackayMH在加拿大Domion桥梁公司进行了两根外包混凝土钢梁试验，同时英国国家物理实验室也进行了外包混凝土钢梁的试验，随后在30年代中期出现了钢梁和混凝土翼板之间的多种抗剪连接构造方法，可以看到处于萌芽阶段的研究主要集中于考虑防火需要的外包混凝土钢梁及实用连接件的研究，而未考虑两者的组合工作效应，这一阶段探索性的研究为后续钢-混凝土组合梁的蓬勃发展奠定了一定的基础。
钢—混凝土组合结构的发展概况
钢混凝土组合结构的发展概况
钢混凝土组合结构这门学科起源于本世纪初期。
于本世纪二十年代进行了一些基础性的
研究。
到了五十年代已基本形成独立的学科体系。
至今组合结构在基础理论，应用技术
等方面都有很大的发展。
目前钢混凝土组合结构在高层建筑、桥梁工程等许多土木工程
中得到广泛的应用，并取得了较好的经济效益。
在国外，钢混凝土组合结构最初大量应用于土木工程旨在二次世界大战结束后，当时的
欧洲急需恢复战争破坏的房屋和桥梁，工程师们采用了大量的钢混凝土组合结构，加快
了重建的速度，完成了大量的道路桥梁和房屋的重建工程。
1968年日本十胜冲地震以后，发现采用钢混凝土组合结构修建的房屋，其抗震性能良好，于是钢混凝土组合结构在日
本的高层与超高层中得到迅速发展。
60年代以后世界上许多国家（包括英、美、日、苏、法、德）根据本国的试验研究成果及施工技术条件制定了相应的设计与施工技术规范。
1971年成立了由欧洲国际混凝土委员会（CES）、欧洲钢结构协会（ECCS）、国际预应力联合会（FIP）和国际桥梁及结构工程协会（IABSE）组成的组合结构委员会，多次组织了国际性的组合结构学术讨论会，并于1981年正式颁布了《组合结构》规范。
我国对钢混凝土组合结构的研究和应用起步较晚，从五十年代才开始开展组合梁的研究
和应用，至今除了钢与混凝土组合梁已纳入《钢结构设计规范》（GBJ17-88）外，其余的。
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目录1 钢-混凝土组合梁的定义及分类 (1)1.1 定义 (1)1.2 分类 (2)2 钢-混凝土组合梁的发展历程 (5)2.1萌芽阶段 (5)2.2发展阶段 (5)2.3全面研究、实用阶段 (6)2.4深入研究、推广应用、完善规范阶段 (6)3 钢-混凝土组合梁的工程应用实例 (8)3.1 多层工业厂房 (8)3.2 高层建筑 (10)3.3 桥梁结构 (10)4 钢-混凝土组合梁的前景 (11)参考文献 (13)钢-混凝土组合梁结构的发展概述1 钢-混凝土组合梁的定义及分类1.1 定义钢-混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构的基础上发展起来的一种新型结构形式[1]。
目前钢-混凝土组合结构的主要形式包括组合结构、组合楼板、组合桁架、组合柱等组合承重体系以及组合斜撑、组合剪力墙等组合抗侧力体系，应用领域包括高层及超高层建筑（如图1所示）、大跨桥梁、地下工程、矿山工程、港口工程以及组合加固和修复工程等[2]。
本文主要对钢-混凝土组合梁进行介绍。
图1 赛格广场大厦（深圳）钢-混凝土组合梁作为建筑房屋的横向承重构件，通过抗剪连接件将钢梁与混凝土板组合成一个整体来抵抗各种外界作用，能够充分发挥钢梁抗拉、混凝土板受压性能好的优点，与非组合梁结构相比，具有以下一系列的优点：（1）组合梁截面中混凝土主要受压，钢梁受拉，能过充分发挥材料特性，承载力高。
在承载力相同时，比非组合梁节约钢材约15%-25%。
（2）混凝土板参加梁的工作，梁的刚度增大。
楼盖结构的刚度要求相同时，采用组合梁可比非组合梁减小截面高度26%-30%。
组合梁用于高层建筑，不仅降低楼层结构高度，且显著减轻对地基的荷载。
（3）组合梁的翼缘板较宽大，提高了钢梁的侧向刚度，也提高了梁的稳定性，改善了钢梁受压区的受力状态，增强抗疲劳性能。
（4）可以利用钢梁的刚度和承载力承担悬挂模板、混凝土板及施工荷载，无需设置支撑，加快施工速度。
（5）抗震性能好。
（6）在钢梁上便于地焊接托架或牛腿，供支撑室内管线用，不需埋设预埋件。
钢-混凝土组合结构的发展现状钢-混凝土组合结构是指将钢结构和混凝土结构相结合，通过受力特点的互补，形成一种新型的结构体系。
他们的结合可以充分发挥钢材和混凝土的优点，提高结构的承载能力和抗震能力，广泛应用于大型建筑和工程领域。
本文将对钢-混凝土组合结构的发展现状进行综述。
钢-混凝土组合结构的发展历史可以追溯到20世纪初，但直到20世纪50年代，随着钢材强度和混凝土工艺的发展，钢-混凝土组合结构才开始得到广泛应用。
在早期的发展阶段，主要应用于桥梁和地下工程中，以克服混凝土脆性和钢材易腐蚀的缺点。
随着理论研究的深入和结构设计方法的不断完善，钢-混凝土组合结构逐渐应用于建筑领域，为高层建筑和超高层建筑提供了更好的设计选择。
1. 结构系统的多样化。
钢-混凝土组合结构的结构系统包括钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土剪力墙结构、钢筋混凝土核心筒结构等多种形式。
每种结构形式都有其适用的范围和特点，为不同类型的建筑提供了灵活的设计选择。
2. 施工技术的进步。
随着建筑施工技术的不断进步，钢-混凝土组合结构的施工质量和效率得到显著提高。
采用现代化的施工设备和施工工艺，能够实现组合结构的精确拼装和高质量施工，大大缩短了工期，降低了施工成本。
3. 结构优化设计的应用。
钢-混凝土组合结构的优化设计是提高结构性能和经济性的重要手段。
通过对结构的静力分析和动力分析，结合现代设计理论和计算方法，可以实现结构的优化设计，减小结构自重，提高结构承载能力和抗震能力。
4. 高性能材料的应用。
为提高钢-混凝土组合结构的性能，现代建筑材料和技术得到广泛应用。
高性能混凝土可以提高混凝土的抗压强度和耐久性；高强度钢材可以提高结构的抗弯承载能力；预应力技术可以提高结构的抗裂性能和整体稳定性。
5. 绿色建筑理念的融入。
随着绿色建筑理念的推广，钢-混凝土组合结构也在不断关注环境保护和可持续发展。
通过选用环保材料和节能技术，减少二氧化碳排放和能源消耗，可以实现建筑的绿色化和可持续发展。
目录1 钢-混凝土组合梁的定义及分类 (1)1.1 定义 (1)1.2 分类 (2)2 钢-混凝土组合梁的发展历程 (5)2.1萌芽阶段 (5)2.2发展阶段 (5)2.3全面研究、实用阶段 (6)2.4深入研究、推广应用、完善规范阶段 (6)3 钢-混凝土组合梁的工程应用实例 (8)3.1 多层工业厂房 (8)3.2 高层建筑 (10)3.3 桥梁结构 (10)4 钢-混凝土组合梁的前景 (11)参考文献 (13)钢-混凝土组合梁结构的发展概述1 钢-混凝土组合梁的定义及分类1.1 定义钢-混凝土组合结构是在钢结构和混凝土结构的基础上发展起来的一种新型结构形式[1]。
目前钢-混凝土组合结构的主要形式包括组合结构、组合楼板、组合桁架、组合柱等组合承重体系以及组合斜撑、组合剪力墙等组合抗侧力体系，应用领域包括高层及超高层建筑（如图1所示）、大跨桥梁、地下工程、矿山工程、港口工程以及组合加固和修复工程等[2]。
本文主要对钢-混凝土组合梁进行介绍。
图1 赛格广场大厦（深圳）钢-混凝土组合梁作为建筑房屋的横向承重构件，通过抗剪连接件将钢梁与混凝土板组合成一个整体来抵抗各种外界作用，能够充分发挥钢梁抗拉、混凝土板受压性能好的优点，与非组合梁结构相比，具有以下一系列的优点：（1）组合梁截面中混凝土主要受压，钢梁受拉，能过充分发挥材料特性，承载力高。
在承载力相同时，比非组合梁节约钢材约15%-25%。
（2）混凝土板参加梁的工作，梁的刚度增大。
楼盖结构的刚度要求相同时，采用组合梁可比非组合梁减小截面高度26%-30%。
组合梁用于高层建筑，不仅降低楼层结构高度，且显著减轻对地基的荷载。
（3）组合梁的翼缘板较宽大，提高了钢梁的侧向刚度，也提高了梁的稳定性，改善了钢梁受压区的受力状态，增强抗疲劳性能。
（4）可以利用钢梁的刚度和承载力承担悬挂模板、混凝土板及施工荷载，无需设置支撑，加快施工速度。
（5）抗震性能好。
（6）在钢梁上便于地焊接托架或牛腿，供支撑室内管线用，不需埋设预埋件。
相比于混凝土结构，组合结构的缺点是需要采取防火及防腐措施。
但组合结构的防火及维护费用比钢结构低，并且随着科学技术的发展，防腐涂料的质量和耐久性也在不断提高，为组合结构的应用提供了有利条件。
1.2 分类组合梁自问世以来至今，各国学者们展开了广泛且具有深度的研究。
目前，组合梁的种类已从单一的外包式钢-混凝土组合梁发展至T形组合梁、现浇混凝土翼板组合梁、预制混凝土翼板组合梁、叠合板翼板组合梁、压型钢板组合梁等形式。
钢-混凝土组合梁按照截面形式可以分为外包混凝土组合梁和钢梁外露的组合梁（如T形组合梁），如图2所示。
外包混凝土组合梁又称为劲性混凝土梁或钢骨混凝土梁，主要依靠钢材与混凝土之间的粘结力协同工作；T形组合梁则依靠抗剪连接件将钢梁与混凝土翼板组合成一个整体来抵抗各种外界作用。
大量的研究和实践经验表明，T形组合梁更能够充分发挥不同材料的优势，具有更高的综合性能，是组合梁应用和发展的主要形式。
（b）T形组合梁（无拖座）（a）外包混凝土组合梁（b）T形组合梁（有拖座）图2 不同的组合梁截面形式T形组合梁按照混凝土翼板的形式不同又可以分为现浇混凝土翼板组合梁、预制混凝土翼板组合梁、叠合板翼板组合梁以及压型钢板混凝土翼板组合梁等。
如图3所示。
（1）现浇混凝土翼板组合梁（图3- a）：现浇混凝土翼板组合梁就是指组合梁的混凝土翼板是在施工现场进行现场浇筑的。
它的优点是组合梁的混凝土翼板整体性好，缺点是需要现场支模，湿作业工作量大，施工速度慢。
（2）预制混凝土翼板组合梁（图3- b）：预制混凝土翼板组合梁就是指组合梁的混凝土翼板是事先预制好的，通过运输吊装等工序，在施工现场进行装配并在预留槽口处浇筑混凝土从而使之成为一个整体的形式。
这种形式的组合梁的特点是混凝土翼板预制，现场只需要在预留槽口处浇筑混凝土，可以减少现场湿作业量，施工速度快，但是对预制板的加工精度要求高，不仅要求需要在预制板端部预留槽口，而且要求预留槽口在组合梁抗剪连接件的位置处对齐，同时槽口处需附加构造钢筋。
由于槽口处构造及现浇混凝土是保证混凝土翼板和钢梁的整体工作的关键，因此，槽口处构造及现浇混凝土浇筑质量直接影响到混凝土翼板和钢梁的整体工作性能。
（3）叠合板翼板组合梁（图3- c）：叠合板翼板组合梁是我国科技工作者在现浇混凝土翼板组合梁和预制混凝土翼板组合梁的基础上发展起来的新型组合梁，具有构造简单、施工方便、受力性能好等优点。
预制板在施工阶段作为模板，在使用阶段则作为楼面板或桥面板的一部分参与板的受力，同时还作为组合梁混凝土翼板的一部分参与组合梁的受力，做到了物尽其用。
（4）压型钢板混凝土翼板组合梁（图3- d）：随着我国钢材产量和加工技术的提高，压型钢板的应用越来越广泛，尤其是在高层建筑中的应用越来越多。
压型钢板在施工阶段可以作为模板，在使用阶段的使用功能则取决于压型钢板的形状、规格及构造。
对于带有压痕和抗剪键的开口型压型钢板以及近年来发展起来的闭口型和缩口型压型钢板，还可以代替混凝土板中的下部受力钢筋，其他类型的压型钢板一般则只作为永久性模板使用。
图3 不同混凝土翼板形式的钢-混凝土组合梁截面形式组合梁采用的钢梁形式有工字型（轧制工字型钢、H型钢或焊接组合工字形钢）、箱型、钢桁架、蜂窝形钢梁等。
同时，采用预应力技术可以进一步提高组合梁的力学性能和使用性能。
按照施加预应力的部位不同，又可以分为在混凝土翼板里施加预应力的方式，也称体内预应力，目的是降低组合梁负弯矩区混凝土翼板的拉应力以控制混凝土开裂或减小裂缝宽度；也可以只在钢梁内施加预应力，以减小使用荷载作用下组合梁正弯矩区钢梁的最大拉应力，这种方法也可以称为体外预应力。
2 钢-混凝土组合梁的发展历程组合梁由于能充分发挥钢与混凝土两种材料的力学性能，在国内外获得广泛的发展与应用。
组合梁自20世纪20年代出现以来，在桥梁结构中的大跨桥面梁、工业建筑中的重荷载平台梁和吊车梁以及对结构高度和自重都有较高要求的民用建筑组合楼盖中已得到广泛应用。
钢-混凝土组合梁的发展过程大致如下[1] [3]（示意图见图4）：2.1萌芽阶段钢-混凝土组合梁出现于20世纪20年代，随后在30年代中期出现了钢梁和混凝土翼板之间的多种抗剪连接件构造方法，这一时期是组合梁处于萌芽状态的初始阶段。
1922年，Mackay HM在加拿大Domion桥梁公司进行了2 根外包混凝土钢梁试验[4]，几乎在同时英国国家物理实验室也进行了外包混凝土钢梁的试验，1923年Caughen首次进行6根T型组合梁试验，建议可以根据材料力学方法进行设计。
上述试验中试件在钢与混凝土交界面均没有机械连接件。
而在1923 至1939 年间，美国、英国及其他欧洲各国等就没有连接件的钢与混凝土组合梁开展了进一步的试验研究，其中以1939年Batho、Lash和Kirkham 的试验研究最为深入全面[5]。
研究表明，没有机械连接件的钢与混凝土接触面，在滑移一旦出现时组合梁就开始破坏。
1933年Maning等第一次研究了采用机械抗剪连接件的组合梁。
1933年Ros首次设计了推出试验来研究抗剪连接件，该方法行之有效，一直沿用至今。
最早开始系统地研究配有机械连接的钢与混凝土组合梁是在1935-1936 年间，瑞士人V oellmy 进行螺旋筋剪力连接件组合梁试验[6]。
可以看到, 处于萌芽阶段的研究主要集中于考虑防水需要的外包混凝土钢梁及其实用连接件的研究。
该阶段探索性的研究为后续钢与混凝土组合梁的蓬勃发展奠定了一定的基础。
2.2发展阶段在这一个阶段，20世纪20-30 年代的研究成果尤其是采用抗剪连接件的组合梁在该阶段得到了较广泛的应用，并且开始制定相应的规程，同时关于实用连接件的研究工作进一步展开，使得组合梁的应用在科学指导下逐渐普及。
1943年，里海大学报道了槽钢连接件组合梁的试验报告[7]，并且在1954年L.M. Viest 首次对栓钉连接件进行研究，并提出以残余滑移为0.07mm 时的剪力作为允许抗剪临界值[8]，之后在1964 年Chapman 和Balakrishnan 首次进行了带头栓钉的研究[9] [10]，充分考虑了栓钉在钢与混凝土组合梁的滑移和掀起作用下的实际受力情况。
研究和应用表明栓钉在提高了组合梁极限承载力的同时，也大大加快了组合梁的施工速度，并使组合梁后来能在压型钢板组合楼盖中应用成为可能。
2.3全面研究、实用阶段这一阶段在总结以往研究和应用成果的基础上，进一步改进和完善了组合梁的有关设计规范或规程，组合结构的应用和发展逐步成熟，几乎日趋赶上钢结构的发展，并受到广泛的重视。
研究工作重点由简支梁研究转而开始了连续梁的研究，由完全剪力连接组合梁的研究转而开始了部分剪切连接组合梁的研究，由考虑允许应力设计方法转为考虑极限状态设计方法。
其中代表性的理论研究成果有：1965 年R.G . Slutter ，R.G .Driscoll 提出了极限抗弯强度计算方法[11]、1971 年R.P. Johnson 关于纵向抗剪的计算[12]以及1975 年R.P. Johnson 提出部分剪力连接组合梁的强度和变形计算[13]等。
20世纪20-30 年代，萌芽阶段 20世纪40-50 年代，发展阶段 20世纪60-70 年代，全面研究，实用阶段20世纪80 年代至今，深入研究、推广应用，完善规范阶段图4 钢-混凝土组合梁的发展历程简图2.4深入研究、推广应用、完善规范阶段在前面工作的基础上，钢与混凝土组合梁又有了新的进展。
研究工作从线性、平面构件开始向非线性、空间体系扩展。
同时也开始出现新的截面组合形式。
这一阶段，相继出现了预制装配式钢-混凝土组合梁、叠合板组合梁、预应力钢-混凝土组合梁、钢板夹心组合梁等多种新的结构形式。
同时，对组合梁在使用阶段所产生的问题以及新材料、新工艺的应用开展了更加细致的研究，并由线弹性向非线性，由平面结构向空间结构的方向进行了发展。
我国从50年代初期开始研究组合梁结构，之后在公路、铁路桥梁方面得到应用。
如1957年建成的武汉长江大桥，其上层公路桥的纵梁（跨度18m）采用了组合梁，但当时在应用中并未考虑钢与混凝土材料之间的组合效应，而仅仅将其作为强度储备以提高安全度或者是为了方便施工。
在房屋建筑方面，早在50年代，北京钢铁设计研究总院对组合梁结构进行了探讨和研究。
自20世纪80年代初以来，随着我国经济建设的快速发展、钢产量的大幅提高、钢材品种的增加、科研工作的深入、应用实践经验的积累，钢-混凝土组合梁结构得到了迅速的发展和越来越广泛的应用，应用范围已涉及建筑、桥梁、高耸结构、地下结构、结构加固等领域。
例如：我国已建成的上海环球金融中心（492m）、金茂大厦（见图5，高421m）、深圳地王大厦（384m）、深圳赛格广场大厦（292m）等超高层建筑都采用了组合楼面；上海杨浦大桥（602m）、东海大桥（420m）、芜湖长江大桥（见图6，大桥主跨度312m）、深圳彩虹桥（150m）以及北京等城市的大量立交桥也都使用了钢-混凝土组合梁作为桥面系。
